DE4012003C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Steuersystem für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to an electronic control system for a motor vehicle according to the preamble of the claim 1.
Es gibt zwei prinzipielle Arten von Steuersystemen mit Mikro computer:There are two basic types of micro control systems computer:
Typ I ist ein Steuersystem mit einem einzigen Mikrocomputer großer Kapazität.Type I is a control system with a single microcomputer large capacity.
Typ II ist ein Steuersystem mit einer Vielzahl von Mikrocom putern, die jeweils unterschiedliche Funktionen haben, wie in JP-OS 61-212 651 und JP-OS 61-277 849 beschrieben ist. Type II is a control system with a variety of Mikrocom puters, which each have different functions, as in JP-OS 61-212 651 and JP-OS 61-277 849.
Das Steuersystem gemäß Typ I ist teuer und verlangt spezielle Anpassungen der Stellelemente oder Sensoren, die mit dem Mikrocomputer gekoppelt sind.The Type I control system is expensive and requires special ones Adjustments of the control elements or sensors with the Microcomputers are paired.
Bei dem Steuersystem gemäß Typ II sind Mikrocomputer vorgese hen, die jeweils ausschließlich die Kraftstoffeinspritzung, den Zündzeitpunkt etc. steuern. Jedes Steuersystem kann je doch je nach dem Typ der Brennkraftmaschine, etwa Vierzylin der- oder Sechszylindermotor, oder dem Baujahr verschieden sein. Das Steuersystem muß also dem Fahrzeugtyp entsprechend aufgebaut sein.Microcontrollers are provided in the Type II control system hen, each exclusively the fuel injection, control the ignition timing etc. Any tax system can ever depending on the type of internal combustion engine, for example, Vierzylin der- or six-cylinder engine, or the year of construction different be. The control system must therefore correspond to the vehicle type be constructed.
Aus der DE 36 24 456 A1 ist ein elektronisches System für ein Kraftfahrzeug mit mehreren elektronischen Steuergeräten für verschiedene Aggregate bekannt.DE 36 24 456 A1 describes an electronic system for a Motor vehicle with several electronic control units for known various aggregates.
Bei diesem elektronischen System wird das Problem gelöst, wie für unterschiedliche Fahrzeugtypen mit unterschiedlichem Aus stattungsgrad einer Typenreihe eine eindeutige Zuordnung der vorhandenen Vielzahl von individuellen elektronischen Steuer geräten mittels einer einzigen zentralen Steuereinheit mög lich ist. Hierfür werden die von Fahrzeugtyp zu Fahrzeugtyp unterschiedlichen variablen Festgrößen bzw. Programmschritte zunächst in jedem elektronischen Steuergerät vorgesehen. Die zentrale Steuereinheit führt nun eine Zuordnung zwischen dem jeweiligen Steuergerät und dem fahrzeugspezifischen Aggregat durch. Die für mehrere Fahrzeugtypen gleichen Festgrößen bzw. Programmschritte bleiben erhalten. Der individuelle Programm ablauf des elektronischen Systems ergibt sich mit Hilfe der zentralen Steuereinheit durch die Aus- bzw. Anwahl der spezi fischen variablen Festgrößen und Programmschritte. Hierdurch ist es zwar möglich, eine Vielzahl von unterschied lich anzusteuernden Aggregaten mit hardwareseitig einheitli chen Steuergeräten und einer einheitlichen übergreifenden zentralen Steuereinheit zu betreiben. Es ist jedoch außeror dentlich aufwendig, für jedes Steuergerät einen speziellen EPROM vorzusehen, welcher jeweils einen kompletten Satz sämt licher Programmschritte und Festgrößen enthalten muß. This electronic system solves the problem of how for different vehicle types with different off degree of availability of a type series a clear assignment of existing variety of individual electronic tax devices by means of a single central control unit is. For this, they change from vehicle type to vehicle type different variable fixed sizes or program steps initially provided in every electronic control unit. The central control unit now makes an assignment between the respective control unit and the vehicle-specific unit by. The same fixed sizes or for several vehicle types Program steps are retained. The individual program The electronic system works with the help of central control unit by selecting or selecting the spec fish variable fixed sizes and program steps. This makes it possible to make a multitude of differences Units to be controlled with uniform hardware Chen control units and a uniform comprehensive to operate the central control unit. However, it is extraordinary Very complex, a special one for each control unit To provide EPROM, each of which is a complete set program steps and fixed sizes.
Diese derart vorgenommene aggregatbezogene Individualisierung hat also ihre Grenzen in dem zur Verfügung stehenden Spei cherinhalt und den nur beschränkten Möglichkeiten, eine Steuerung unter Echtzeitbedingungen vornehmen zu können.This aggregate-related individualization carried out in this way therefore has its limits in the available space content and the limited options available To be able to carry out control under real-time conditions.
In der DE 37 23 024 A1 wird ein Verfahren und eine Vorrich tung zur Steuerung von technischen Anlagen und Maschinen of fenbart, welches eine elektronische Motorsteuerung unter Ver wendung von Mikroprozessoren umfaßt. Die Motorsteuerung ist dabei so ausgebildet, daß Berechnungs-Basisprogramme in einem fest programmierbaren Speicher abgelegt werden und am Ende des Kraftfahrzeug-Fertigungszyklus fahrzeugspezifische Daten oder Programme über einen ergänzenden frei programmierbaren Speicher mittels einer Programmierstation aufgeprägt werden. Das heißt, die Individualisierung der jeweiligen Steuerein richtung erfolgt in einem zusätzlichen, diskreten Arbeits gang, nämlich in Form einer typenspezifischen Programmierung durch externe Programmiermittel. Es kann also erst durch die Eingabe von Datensätzen die vom Anwender vorzugeben sind, eine funktionsfähige elektronische Motorsteuerung bereitge stellt werden. Eine Änderung des Steuerregimes ist wiederum ebenfalls nur mit der Vornahme einer Änderung des jeweiligen Speicherinhalts durch externe Dateneingabe erreichbar. Da im übrigen durch den Hersteller des Steuergeräts die Funktions programme, d. h. die Berechnungsprogramme und das Programm zur Datenselektion bereits vorgegeben sind, ist ein individu elles Anpassen eines auf diese Weise realisierten Steuersy stems an unterschiedliche Fahrzeugtypen nur durch einen Rück griff und mit Hilfe des Herstellers der Steuerung möglich. Die Verwendungsmöglichkeiten sind deshalb sehr eingeschränkt.DE 37 23 024 A1 describes a method and a device device for the control of technical systems and machines fenbart, which an electronic engine control under Ver application of microprocessors. The engine control is trained so that basic calculation programs in one programmable memory and stored at the end of the motor vehicle manufacturing cycle vehicle-specific data or programs via a supplementary freely programmable Memory can be stamped using a programming station. That means the individualization of the respective tax direction takes place in an additional, discreet work gang, namely in the form of type-specific programming through external programming means. So it can only be through the Entry of data records to be specified by the user a functional electronic engine control be put. A change in the tax regime is again likewise only with the change of the respective one Memory content accessible by external data entry. Since in remaining functional by the manufacturer of the control unit programs, d. H. the calculation programs and the program for data selection are already given, is an individual Customizing a tax system implemented in this way stems to different vehicle types only by one back handle and possible with the help of the manufacturer of the control. The possible uses are therefore very limited.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Bereitstellung eines elektronischen Steuersystems für ein Kraftfahrzeug, welches zur Steuerung verschiedener Fahrzeugtypen ohne Änderung des Systems einsetzbar ist. The object of the invention is therefore to provide a electronic control system for a motor vehicle, which to control different vehicle types without changing the Systems can be used.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit den Merkma len des Patentanspruches 1.The object of the invention is achieved with the features len of claim 1.
Erfindungsgemäß ist eine spezielle Hauptsteuerung und eine Substeuerung vorgesehen, wobei diese über eine Datenkommuni kationseinheit verbunden sind. Die Hauptsteuerung enthält eine Vielzahl von typenidentischen Grundverarbeitungspro grammen sowie typenspezifischen Identifikatoren und eine Ein/Ausgabeeinheit. Die Ein/Ausgabeeinheit ist mit Sensoren zur Erfassung der Betriebszustände und mit Stellgliedern ver bunden. In der Substeuerung sind typenspezifische, unter schiedliche Verarbeitungsprogramme abgelegt. Nach Übergabe des jeweiligen typenspezifischen Identifikators aus der Hauptsteuerung wird das aus der Substeuerung erhaltene Verar beitungsergebnis der Hauptsteuerung zur Weiterverarbeitung und zur Ausgabe an die Stellelemente übergeben.According to the invention, a special main control and a Subcontrol provided, this via a data communication cation unit are connected. The main controller contains a variety of identical basic processing pro programs as well as type-specific identifiers and a I / O unit. The input / output unit is with sensors to record the operating states and with actuators ver bound. In the sub-control are type-specific, under different processing programs filed. After delivery of the respective type-specific identifier from the The main control becomes the processing obtained from the sub-control Processing result of the main control for further processing and handed over to the control elements for output.
Die in der Substeuerung vorgesehene Verarbeitungseinheit führt also aufgrund des Befehlssignals die entsprechenden in dividuellen Verarbeitungsprogramme aus und übermittelt die Ergebnisse der Verarbeitung an die Hauptsteuerung.The processing unit provided in the sub-controller therefore leads the corresponding in on the basis of the command signal individual processing programs and transmits the Processing results to the main controller.
Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausfüh rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen inThe invention is also described below with respect to others Features and advantages based on the description of exec examples and with reference to the enclosed Drawings explained in more detail. The drawings show in
Fig. 1a und 1b schematische Diagramme, die das Steuersystem nach der Erfindung zeigen; Figs. 1a and 1b are schematic diagrams showing the control system of the invention;
Fig. 2a und 2b Blockdiagramme, in denen die Blöcke nach Maß gabe der jeweiligen Funktionen im Steuerbe trieb des Steuersystems ausgebildet sind; und Figures 2a and 2b block diagrams in which the blocks are made to measure the respective functions in Steuerbe operation of the control system. and
Fig. 3 und 4 Flußdiagramme, die den Betrieb des Steuer systems verdeutlichen.The system illustrating the operation of the control FIGS. 3 and 4 flow charts.
Gemäß Fig. 1 ist ein elektronisches Steuersystem 1 für ein Kraftfahrzeug vorgesehen und umfaßt eine Substeuerung 1a mit einem Mikrocomputer, eine Hauptsteuerung 1b mit einem Mikrocomputer und einen Treiberkreis 1c. Die Substeuerung 1a hat eine Sub-CPU 10, einen ROM 11, einen RAM 12, eine E/A-Schnittstelle 13 und eine Se rienschnittstelle 14. Die Elemente CPU 10, ROM 11, RAM 12 und die Schnittstellen 13 und 14 sind miteinander über einen Bus 15 verbunden.According to Fig. 1 an electronic control system 1 is provided for a motor vehicle and includes a sub-controller 1 a with a microcomputer, a main controller 1 b with a microcomputer and a drive circuit 1 c. The sub-controller 1 a has a sub-CPU 10 , a ROM 11 , a RAM 12 , an I / O interface 13 and a serial interface 14 . The elements CPU 10 , ROM 11 , RAM 12 and the interfaces 13 and 14 are connected to one another via a bus 15 .
Ebenso hat die Hauptsteuerung; 1b eine Haupt-CPU 20, einen ROM 21, einen RAM 22, eine E/A-Schnittstelle 23, eine Serienschnittstelle 24 und einen diese Elemente verbinden den Bus 25. The main control also has; 1 b a main CPU 20 , a ROM 21 , a RAM 22 , an I / O interface 23 , a serial interface 24 and one of these elements connect the bus 25 .
Der E/A-Schnittstelle 13 der Substeuerung 1a werden verschiedene Signale von Sensoren 26 und Schaltern 27, die Betriebszustände des Fahrzeugs erfassen, zugeführt.Various signals from sensors 26 and switches 27 , which detect the operating states of the vehicle, are fed to the I / O interface 13 of the sub-control 1 a.
Die E/A-Schnittstelle 23 der Hauptsteuerung 1b ist mit Stellelementen 28 wie Einspritzdüsen, Zündkerzen etc. über den Treiberkreis 1c verbunden.The I / O interface 23 of the main control 1 b is connected to control elements 28 such as injectors, spark plugs etc. via the driver circuit 1 c.
Die Sub-CPU 10 und die Haupt-CPU 20 stehen über die seriellen Schnittstellen 14 und 24 miteinander in Datenaustausch.The sub-CPU 10 and the main CPU 20 are in data exchange with one another via the serial interfaces 14 and 24 .
Der ROM 21 für die Haupt-CPU 20 speichert Grundprogramme zum Berechnen der Kraftstoffeinspritzmenge, des Zündzeitpunkts etc., die verschiedenen Kraftfahrzeugtypen gemeinsam sind, und speichert Kennummern Id1, Id2, . . ., Idn von denen jede ein Einzelprogramm bezeichnet, das je nach Fahr zeugtyp verschieden ist.The ROM 21 for the main CPU 20 stores basic programs for calculating the fuel injection amount, the ignition timing, etc., which are common to different types of motor vehicles, and stores ID numbers Id 1 , Id 2 ,. . ., Id n each of which denotes an individual program that differs depending on the vehicle type.
Der ROM 11 der Sub-CPU 10 speichert eine Vielzahl von Sät zen von Verarbeitungsprogrammen, und jeder Satz umfaßt in dividuelle Verarbeitungsprogramme P1 . . . Pn, die von einer Leitadresse ausgehen. Die Sätze von Programmen führen Be rechnungen der Maschinendrehzahl und der Saugluftmenge, die Erfassung von Klopfen in der Maschine etc. aus.The ROM 11 of the sub CPU 10 stores a plurality of sets of processing programs, and each set includes P 1 in individual processing programs. . . P n , which start from a leading address. The sets of programs carry out calculations of the machine speed and the amount of suction air, the detection of knocking in the machine, etc.
Fig. 2 zeigt Funktionen des Steuersystems; dabei hat die Substeuerung 1a einen Subrechner 30, eine Eingabe verarbeitungseinheit 31, einen Verarbeitungsprogrammwähler 32 und einen Verarbeitungsprogrammspeicher 33, in dem eine Vielzahl von Sätzen der Programme P1, P2 . . . Pn gespeichert ist. Beispielsweise führen die Programme P die Maschinen drehzahlberechnung, die Erfassung von Klopfen im Motor etc. durch. Fig. 2 shows functions of the control system; the sub-controller 1 a has a sub-computer 30 , an input processing unit 31 , a processing program selector 32 and a processing program memory 33 in which a multiplicity of sets of programs P 1 , P 2 . . . P n is stored. For example, the programs P perform the machine speed calculation, the detection of knocking in the engine, etc.
Die Hauptsteuerung 1b hat einen Hauptrechner 40, eine Eingabeverarbeitungseinheit 41, einen Grundprogramm speicher 42 und eine Ausgabeverarbeitungseinheit 43. Die Steuereinrichtungen 1a und 1b sind miteinander über eine Datenkommunikationseinheit 50 verbunden.The main controller 1 b has a main computer 40 , an input processing unit 41 , a basic program memory 42 and an output processing unit 43 . The control devices 1 a and 1 b are connected to one another via a data communication unit 50 .
Der Verarbeitungsprogrammwähler 32 wählt eines der Pro gramme P1 . . . Pn entsprechend der von der Hauptsteuerung 1b übermittelten Kennummer Id aus und leitet das aus gewählte Programm P zum Subrechner 30.The processing program selector 32 selects one of the programs P 1 . . . P n in accordance with the identification number Id transmitted by the main controller 1 b and forwards the selected program P to the subcomputer 30 .
Der Subrechner 30 führt auf der Basis von Eingangssignalen von der Eingabeverarbeitungseinheit 31 eine Abarbeitung des vom Verarbeitungsprogrammwähler 32 ausgewählten Programms P aus.On the basis of input signals from the input processing unit 31, the subcomputer 30 executes a processing of the program P selected by the processing program selector 32 .
Der Grundprogrammspeicher 42 der Hauptsteuerung 1b enthält eine Vielzahl von Grundverarbeitungsprogrammen wie etwa die Berechnung der Kraftstoffeinspritzmenge und des Zündzeitpunkts auf der Basis der Maschinendrehzahl, der Ansaugluftmenge etc., die von der Substeuerung 1a geliefert werden.The basic program memory 42 of the main control 1 b contains a variety of basic processing programs such as the calculation of the fuel injection quantity and the ignition timing based on the engine speed, the intake air quantity etc., which are supplied by the sub control 1 a.
Der Hauptrechner 40 liefert über die Datenkommunikations einheit 50 eine der Kennummern Id für das Fahrzeug an die Substeuerung und führt die Grundprogrammabarbeitung auf der Basis der von der Substeuerung 1a zugeführ ten Daten durch und betätigt eines der Stellelemente 28.The main computer 40 supplies one of the identification numbers Id for the vehicle to the sub-controller via the data communication unit 50 and carries out the basic program execution on the basis of the data supplied by the sub-controller 1 a and actuates one of the control elements 28 .
Die Datenkommunikationseinheit 50 kann ein üblicher Spei cher, z. B. ein Dual-Port-RAM, sein, oder die E/A-Schnitt stellen 13 und 23 können zur parallelen Datenkommunikation verwendet werden.The data communication unit 50 may be a conventional memory, e.g. B. be a dual-port RAM, or the I / O interfaces 13 and 23 can be used for parallel data communication.
Es wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen. Wenn ein Schlüssel schalter des Fahrzeugs eingeschaltet wird, wird die Hauptsteuerung 1b in Schritt S101 initialisiert. In Schritt S102 liefert die Hauptsteuerung 1b ein Betätigungssi gnal an die Substeuerung 1a, und in Schritt S103 wird bestimmt, ob die Substeuerung 1a zur Kommuni kation bereit ist.Reference is now made to FIG. 3. When a key switch of the vehicle is turned on, the main controller 1 b is initialized in step S101. In step S102, the main controller 1 b supplies an actuation signal to the sub controller 1 a, and in step S103 it is determined whether the sub controller 1 a is ready for communication.
Wenn die Substeuerung 1a zur Kommunikation bereit ist, wird ihr eine entsprechende Kennummer Id zugeführt, die das je nach Fahrzeugtyp verschiedene individuelle Ver arbeitungsprogramm kennzeichnet. In Schritt S105 werden die Grundprogramme auf der Basis der der Substeuerung 1a zugeführten Informationen in der Substeuereinrich tung 1a gemäß der nachstehenden Erläuterung ausgeführt.When the sub-controller 1 a is ready for communication, it is supplied with a corresponding identification number Id, which characterizes the individual processing program that varies depending on the vehicle type. In step S105, the basic programs are executed on the basis of the information supplied to the sub-controller 1 a in the sub-controller 1 a in accordance with the explanation below.
Gemäß Fig. 4 wird die Substeuerung 1a in Schritt S201 initialisiert, und in Schritt S202 wird der Haupt steuerung 1b ein Bereitschaftssignal zugeführt. Wenn in Schritt S203 die Kennummer Id von der Hauptsteuerung 1b geliefert wird, speichert die Substeuerung 1a diese in einer vorbestimmten Adresse des RAM 12. In Schritt S204 wird eine entsprechende Gruppe von Programmen nach Maßgabe der gespeicherten Kennummer Id ausgewählt, und das jeweilige Verarbeitungsprogramm wird ausgeführt. In Schritt S205 werden die Ergebnisse der Datenverarbeitung an die Hauptsteuerung 1b über mittelt.According to FIG. 4, the sub-controller 1 a in step S201 is initialized, and in step S202, the main controller 1 is b, a standby signal supplied. If in step S203 the identification number Id is supplied by the main controller 1 b, the sub controller 1 a stores it in a predetermined address of the RAM 12 . In step S204, a corresponding group of programs is selected in accordance with the stored identification number Id, and the respective processing program is executed. In step S205, the results of data processing to the main controller 1 b via averages.
Wenn von der Hauptsteuerung 1b eine andere Kennum mer Id geliefert wird, wird das Programm von Fig. 4 ab Schritt S203 wiederholt.If another ID number is supplied by the main controller 1 b, the program of FIG. 4 is repeated from step S203.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß das Steuersystem nach der Erfindung zur Steuerung der verschie densten Fahrzeugtypen verwendbar ist. Die Erfindung betrifft somit auch ein Verfahren.From the above description it can be seen that the Control system according to the invention for controlling the various most vehicle types can be used. The invention relates thus also a procedure.
Claims (2)
- - daß eine Hauptsteuerung (1b) vorgesehen ist, welche eine Vielzahl von typenidentischen Grundverarbeitungs programmen sowie typenspezifischen Identifikatoren und eine Ein/Ausgabeeinheit (23) enthält, wobei die Haupt steuerung (1b) mit einer Substeuerung (1a) über eine Datenkommunikationseinheit (14, 24) verbunden ist und die Ein/Ausgabeeinheit (23) an den Mitteln zur Erfassung der Betriebszustände (26, 27) und den Stellelementen (28) angeschlossen ist,
- - daß die Substeuerung (1a) eine Eingabeverarbeitungs einheit (13) enthält, welche mit den Mitteln zur Er fassung der Betriebszustände (26, 27) in Verbindung steht und in der Substeuerung (1a) typenspezifische, unterschiedliche Verarbeitungsprogramme abgelegt sind und
- - daß das System nach Übergabe des jeweiligen typen spezifischen Identifikators aus der Hauptsteuerung (1b) das erhaltene Verarbeitungsergebnis aus der Substeuerung (1a) der Hauptsteuerung (1b) zur Weiterverarbeitung und Ausgabe an die Stellelemente (28) übergibt.
- - That a main controller ( 1 b) is provided, which contains a plurality of type-identical basic processing programs as well as type-specific identifiers and an input / output unit ( 23 ), the main controller ( 1 b) having a sub-controller ( 1 a) via a data communication unit ( 14 , 24 ) and the input / output unit ( 23 ) is connected to the means for detecting the operating states ( 26 , 27 ) and the actuating elements ( 28 ),
- - That the sub-control ( 1 a) contains an input processing unit ( 13 ) which is connected to the means for detecting the operating states ( 26 , 27 ) and in the sub-control ( 1 a) type-specific, different processing programs are stored and
- - That the system, after transfer of the respective type-specific identifier from the main control ( 1 b), transfers the processing result obtained from the sub-control ( 1 a) to the main control ( 1 b) for further processing and output to the control elements ( 28 ).
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